Väitös koneenrakennustekniikan ja materiaalitekniikan alalta, Evgenii Malitckii, MSc (Tech)

Vedyn ja heliumin vaikutus Gen IV ydinvoima-reaktorin rakennemateriaaleihin.

Evgenii Malitckii, MSc (Tech), väittelee 27.11.2015 klo 10.00 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulun koneenrakennustekniikan laitoksella, aiheesta Vedyn ja heliumin vaikutus matala-aktiivisiin Fe-Cr ferriittis-martensiittisiin ja ODS teräksiin. Väitöskirja nimi on englanniksi Hydrogen and helium effects on reduced activation Fe-Cr ferrite-martensite and ODS steels. Väitöksen ala on koneenrakennustekniikka, materiaalitekniikka.

Ydinvoimareaktorin rakennemateriaaleihin muodostuu seosaineiden ja nopeiden ja termisien neutronien vuorovaikutuksessa huomattavia määriä vetyä ja heliumia. Vety voi myös imeytyä tehokkaasti materiaaleihin muissakin ympäristövaikutteisissa prosesseissa. Helium ja vety tasapainottavat pieniä vakanssiryhmiä ja helpottavat tyhjän tilan muodostumista mikä aikaansaa teräksen turpoamiseen. Samalla vety johtaa teräksien mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen vetyhaurauden seurauksena.

Väitöskirjassa on esitetty tutkimustuloksia vedyn ja heliumin haitallisista vaikutuksista matala-aktivoiduissa Fe-Cr ferrittis-martensiittisissa (RAFM) teräksissä ja ODS RAFM teräksissä, jotka ovat lupaavia materiaaleja Gen IV ydinvoimareaktorin rakennemateriaaleiksi.

Vedyn ja heliumin aktivaatioanalyysi on tehty käyttämällä mitattuja TDS käyriä. Väitöskirjassa on arvioitu dispersiona olevien yttriumoksidinanopartikkelien vaikutusta vedyn ja heliumin loukkuuntumiseen. Tutkimuksen yhteydessä on suunniteltu ja kehitetty erikoislaite, joka soveltuu vedyn lataukseen plasmasta.

RAFM ja ODS-RAFM teräksien mekaaniset ominaisuudet tutkittiin vedyn latauksen aikana huoneen lämpötilassa ja korotetuissa lämpötiloissa. ODS teräkset ovat alttiimpia vedyn vaikutukselle huonelämpötilassa, vaikka perusmateriaalin herkkyys vedyn vaikutukseen pysyy samana kaikissa tutkituissa lämpötiloissa. Vedyn aiheuttama murtuma ydintyy yleensä epämetallisista kromi- ja volframikarbidi partikkeleista.

Tutkimuksessa on arvioitu vedyn ja epämetallisten partikkeleiden vuorovaikutusmekanismeja.

Vastaväittäjä: Professori Il-Soon Hwang, Seoul National University, Republic of Korea

Valvoja: Professori Hannu Hänninen, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, koneenrakennustekniikanlaitos

Väitöskirjan verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-6540-3

Väittelijän yhteystiedot:

Evgenii Malitckii, puh. +358 50 4002 906, evgeny.malitskiy@aalto.fi